Physique

L’EPFL et la Suisse, acteurs clés dans la recherche sur la fusion nucléaire

Le nouveau Swiss Plasma Center a été inauguré mardi sur le campus de la haute école lausannoise. Ce centre est en pointe dans la recherche sur les plasmas (soupes de particules chargées), cruciaux pour le projet de réacteur de fusion thermonucléaire ITER, actuellement en construction dans le sud de la France

La Suisse rayonne un peu plus dans le domaine stratégique de la recherche sur la fusion thermonucléaire. Mardi à l’EPFL a été inauguré le Swiss Plasma Center. Développé à partir de l’ancien Centre de recherches en physique des plasmas (CRPP), ce dernier a été sélectionné en 2013 par le consortium Eurofusion comme l’une des trois installations du continent directement impliquées dans la mise au point du réacteur ITER, les deux autres se trouvant en Allemagne et en Grande-Bretagne. La Confédération a accordé à ce nouveau centre un soutien de 10 millions de francs pour développer ses activités cruciales, notamment dans cet immense projet mondial visant à révolutionner l’approvisionnement énergétique de la planète, qui ne va cesser de croître.

Rêvé en 1985 par les présidents Mitterrand, Reagan et Gorbatchev, ITER est une machine devant démontrer qu’il est possible de maîtriser la fusion nucléaire, le même processus qui fait briller les étoiles. L’idée est simple, sur le papier: chauffer une «soupe de particules chargées», appelée plasma, à une température de 150 millions de degrés (10 fois plus qu’au cœur du Soleil), dans un milieu confiné, à savoir une chambre métallique en forme de bouée, nommée tokamak. Dans ce plasma, des atomes d’isotopes de l’hydrogène (deutérium et tritium) sont censés fusionner, produisant une formidable quantité d’énergie qui sera d’une part exploitable, de l’autre susceptible d’alimenter le processus pour le rendre continu. Le tout, sans endommager l’instrument lui-même, ce qui est loin d’être une sinécure… L’avantage de cette source d’énergie est d’être non polluante et de présenter des risques quasi nuls, puisque l’engin ne peut s’emballer, à l’inverse des réacteurs de fission nucléaire.

Pour concrétiser cette idée, sept partenaires – UE, Chine, Etats-Unis, Russie, Inde, Corée du Sud et Japon – construisent à Cadarache (Bouches-du-Rhône) une première version de la machine. Celle-ci doit servir à mettre au point dès 2030 un prototype de réacteur commercial, DEMO. Aujourd’hui, le chantier français avance à grands pas, avec la pose récente du socle en béton antisismique. Le projet, lancé en 2006, a toutefois connu ces dernières années d’énormes tumultes. Son budget a explosé, passant de 5 milliards d’euros à son début, à plus de 16, au point qu’ont pesé sur ITER des menaces d’abandon. La date de la mise en service du réacteur, elle aussi, a glissé de 2016 à 2020, au plus tôt. ­La coordination de sa construction s’avère extrêmement complexe, chaque partenaire contribuant en éléments technologiques plutôt qu’en argent liquide. Un seul exemple: l’enceinte à vide du tokamak est construite entre l’Europe et la Corée du Sud, avec des participations russe et indienne.

En 2014, un rapport accablant décriant le management a été divulgué, appelant au départ du directeur japonais. Et pour ne rien arranger, il est apparu que la Chine, pourtant l’un des sept signataires d’ITER, développe aussi son propre projet de réaction de fusion nucléaire. Une situation délicate qui a mené à des discussions sur une possible mise à l’écart du géant asiatique.

La nomination, en novembre 2014, de Bernard Bigot a apaisé la situation. Le directeur du Commissariat français à l’énergie atomique (CEA) a donné un élan renouvelé au projet, imposant un mode de management plus central et intégré ainsi qu’une ligne directrice claire, qui doit être validée en novembre. Le choix du Swiss Plasma Center comme entité clé du projet prend donc aujourd’hui une importance d’autant plus grande.

Construit en 1992, le tokamak à configuration variable (TCV) de l’EPFL a pour objectif d’étudier les plasmas et les façons idéales de les confiner. Des capacités déterminantes dans le projet ITER. «Nous menons des recherches sur les matériaux des parois internes du tokamak avec lesquelles le plasma peut entrer en contact, un aspect encore mal dominé», explique Ambrogio Fasoli, directeur du Swiss Plasma Center. «Ce centre est aussi spécialisé dans la qualification des matériaux supraconducteurs servant à fabriquer les aimants qui génèrent les immenses champs magnétiques nécessaires pour confiner le plasma dans la chambre», ajoute Bernard Bigot, directeur d’ITER. La manne de la Confédération permettra d’optimiser divers éléments du tokamak vaudois, de manière à permettre des expériences inédites. «Un saut de qualité qui attirera à Lausanne de nombreux chercheurs européens, mais aussi suisses», se réjouit Ambrogio Fasoli.

Car, au-delà de la fusion, l’objectif du Swiss Plasma Center est aussi d’étudier l’utilisation de plasmas dans d’autres domaines scientifiques, comme en médecine, «pour cicatriser les plaies ou combattre localement des cancers», dit Ambrogio Fasoli. Ou en physique des surfaces, à travers le développement de couches extra-minces. «Plusieurs acteurs industriels sont intéressés. Nous collaborons déjà avec TetraPak sur des solutions de stérilisation d’emballages de lait.» Autre application possible: un «bain de plasma» pour stériliser des graines. Et le physicien de résumer: «Nous avons l’ambition de développer en Suisse un vaste réseau de recherches, fondamentales mais aussi appliquées, basées sur les plasmas, avec les hautes écoles, les universités et divers partenaires industriels du pays. Nous voulons que la Suisse puisse jouer son rôle sur la scène internationale dans ce domaine, et sur celui de la fusion en particulier.»

La Suisse participe à hauteur d’une vingtaine de millions d’euros par an aux initiatives européennes sur la fusion, dans le cadre du programme Euratom. Or cette contribution figure dans l’accord passé avec l’UE par le Conseil fédéral qui garantit aux chercheurs suisses, pour l’instant jusqu’à fin 2016 seulement, l’accès au vaste programme scientifique européen Horizon 2020. Quid de la suite, concernant la collaboration helvético-européenne autour de la fusion nucléaire? «Il y a, au Swiss Plasma Center, une expertise unique au monde sur le chauffage du plasma ou les matériaux supraconducteurs, qu’on ne va pas pouvoir remplacer du jour au lendemain, estime Bernard Bigot. Tous les partenaires seraient donc pénalisés s’il fallait remplacer ces capacités suisses, avec délais et surcoûts. De l’autre côté, la Suisse a considérablement misé sur ces technologies ainsi que sur Horizon 2020. Je n’imagine pas que les hommes politiques ne mesurent pas les dommages qui seraient causés si aucune solution adaptée n’est trouvée» pour l’après-2016. «Ce serait une situation «perdant-perdant» pour les deux partenaires, acquiesce Philippe Gillet, vice-président de l’EPFL. Le Swiss Plasma Center continuerait probablement de collaborer à ITER sous une forme ou une autre. Mais nos fonds de recherches liés au programme Euratom seraient perdus.»

«Un saut de qualitéqui attirera à Lausanne de nombreux chercheurs européens, mais aussi suisses»

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